[00326543]基于电控主客体作用的多重响应的凝胶的构筑

本项目设计合成了一系列分子链含有B-环糊精的高分子嵌段共聚物,利用B-环糊精和二茂铁的包结络合作用,并结合PNIPAM温度响应性,构筑多种具有新型结构和功能的超分子凝胶/微凝胶。本项目取得的进展如下:

(1)基于电压可调的B-CD/二茂铁主客体相互作用,采用RAFT方法设计合成了无规共聚物P(DMA-r-GMA)与P(DMA-r-HEMA),在侧链分别修饰B-CD 和二茂铁,并由二者组装形成超分子水凝胶。该水凝胶具有良好的电化学和氧化还原响应性,由此,我们构建了可在外加正电压(或氧化剂)和外加负电压(或还原剂)交替作用下实现可逆凝胶-溶胶转变的刺激响应新体系。

(2)以三取代B-CD黄原酸酯作为RAFT链转移剂,AIBN作为引发剂引发N,N'- 二甲基丙烯酰胺(DMA)和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)聚合,设计合成了以B-CD为核的三臂星形共聚物。对星形共聚物的凝胶化性能考察结果显示,当该共聚物浓度大于12wt%,温度大于33C时,其水溶液可以发生溶胶-凝胶转变。在25-45C之间,可实现温控溶剂-凝胶可逆转变。

(3)发展了一种将非共价相互作用与点击反应相结合的策略,具体来说,首先利用B-CD与偶氮苯之间的主客体相互作用,使末端修饰偶氮苯的聚乙二醇(PEG-(Azo)2)与修饰丙烯酸基团的B-CD(B-CD-MAA)形成PEG-(Azo)2/B-CD-MAA包结络合物。之后,通过B-CD上的丙烯酸酯与PEG-dithiol末端的硫基之间的迈克尔加成点击反应,将所形成的包结络合物交联得到光响应的微凝胶。由于该微凝胶含有Azo/B-CD这一光响应的连接子,在紫外/可见光交替照射下发生尺寸的可逆转变。

(4)设计合成一种具有较好压缩强度的三元杂化水凝胶氧化石墨烯/聚丙烯酰胺 /叛甲基纤维素,该类水凝胶具有互穿双网络结构:离子(Al3 )交联的CMC与化学键交联的PAM,而具有优异力学性能的G0的引人也使得凝胶结构中产生了新的交联点,使得该类水凝胶具有优良的压缩强度。由于杂化水凝胶具有更紧密的内部结构,因此与未杂化的水凝胶相比,具有更小的溶胀率。此类水凝胶的构筑方法可以为高强度水凝胶提供一种可操作的策略,并有望用于生物工程及药物输送系统。